钢结构的箱形柱,灌混凝土时,怎么爆管了?

教育   2024-11-19 16:24   上海  
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来源:愚公解构 公众号

引言

从前面一篇聊台湾箱形钢梁文章的留言中,摘录了两位读者的留言内容,一位读者写一个简短的留言:

“为什么?因为不会偷工减料。很单纯也很简单”——张老师

另外一位读者写了一个包含很多内容的留言:

“箱形截面是现实中质量里偷工减料的重灾区。主要体现以下方面的质量问题:1.内隔板,端头封板材质降低,厚度降低。2.内隔板双面电渣改成单侧电渣,甚至有些单位电渣焊位置只有衬垫,根本不焊,电渣焊衬垫尺寸普遍偏小,非电渣焊侧的内隔板与柱壁的焊缝很多就是角焊缝,无法达到全熔透。3,封头端板不进行端铣且与壁板的坡口焊熔深不够,甚至端板厚度也不够。4,4块壁板之间的主焊缝无论是节点区域还是非节点区域,坡口角度不够,熔深不够。5,根据钢标和施工规范,内灌混凝土的箱型柱,4个角部的主焊缝,应为一级全熔透,很多构件根本不是,甚至也有现场灌浆柱子角部爆裂。以上问题都有实际照片。”——R老师

一短一长,其实都在说一个同样的事情:钢构件的加工质量问题,在具体的工程项目中,大家或多或少都会遇到。我们就展开聊一聊这个箱形柱存在的问题。先是箱形柱的组立最基本的规范要求,再一一对着问题照片说一说。


箱形柱的组立要求

《高钢规》JGJ99

第8.4.2条中规定:箱形柱角部的组装焊缝一般应采用V形坡口部分熔透焊缝。组装焊缝厚度不应小于板厚的1/3,且不应小于16mm,抗震设计时不应小于板厚的1/2。

当梁与柱刚性连接时,在框架梁翼缘的上、下 500mm(柱宽≥600mm,取600mm)范围内,应采用全熔透焊缝

“全熔透”指的是在焊接过程中,不仅仅是焊剂融化,还把基材的金属也熔化进去了,两个金属完全融合,确保接头的强度。

《钢结构焊接规范》

第5.6.1条中规定:焊接箱形组合梁、柱的纵向焊缝,宜采用全焊透或部分焊透的对接焊缝;要求全焊透时,应采用衬垫单面焊。

上文中提到的全熔透焊缝,是几级焊缝呢?一级还是二级?

《钢-混凝土组合结构施工规范》GB 50901

第5.2.3中规定,矩形钢管构件纵向的角部组装焊缝应采用全熔透一级焊缝(这个仅是针对灌混凝土的)

《BIAD建筑结构专业技术措施》



箱形柱壁板间组合焊缝

焊接要求

焊接质量等级

检验方法

检测比例

框架梁柱节点区及框架梁
上下各500mm范围内

坡口全焊透

一级

超声波

100%

柱接头上下各100mm

坡口全焊透

一级

超声波

100%

全焊透区以外四角

坡口部分焊透

二级

超声波

20%



这里的箱型柱没有灌混凝土,也是提出了一级的质量等级要求。

评定等级与检测等级

设计说明中的焊接质量等级一、二级,除了检验百分比的要求不同外在检测报告中其实还有对应具体的评定等级(I、II、III、IV)检验等级(A、B、C)。在《钢结构焊接规范》有给出一张具体要求的表。


箱形柱爆管

有以上内容的铺垫,我们再来看这张现场工程的照片,一般钢柱,都是三层一节进行加工、现场安装的。一节钢柱、两层钢梁和楼板板可能都施工完了,这样一灌混凝土,下面的箱形柱的壁板就这么爆开了,如果这种焊缝问题是普遍存在的,这三层算是报废了。可想而知,损失是有多么地严重!

这个焊缝,根据《钢-混凝土组合结构施工规范》5.2.3的条文,要得到全熔透一级焊缝的要求。看裂开的两块钢板,完全没有按照规定来做,剖口没有,更别提全熔透焊了。再看这些实际工程中发现的问题照片。

如读者留言所说“箱形截面是现实中质量里偷工减料的重灾区”,当四块钢板都盖上,喷上防锈漆以后,基本上靠肉眼已经看不出太多的区别了。在经历的具体工程中,这些质量问题被检查发现后,都会有严格地监督整改;问题严重的,即便是已经安装上去,也是要拆下来的。


小结

以上图片中的问题,集中体现在横隔板、组立焊、电渣焊等方面,在上海地标《钢结构制作与安装规程》DG/TJ08-216-2016的附录中有给出非常详细的箱形柱焊接工艺,后面我们在对照上面的图片逐个聊一聊。欢迎大家一起交流讨论。非常感谢热心读者提供的素材!



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